¿Por qué la luz viaja en paquetes o cuantos?

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Ondas electromagnéticas

Mensajepor Guest » 05 Dic 2005, 11:08

Como alshain puede constatar, mi ignorancia sobre electromecánica cuántica, resultará proverbial. Ello intensifica mi curiosidad, preguntando cosas, que quizá a estudiantes de primero, les resulte intrascendentes por archiconocidas. Me atrevo a seguir incordiando, por tener la esperanza de que sí haya lectores que estén más próximos a mi nivel de conocimientos.
En cuanto a mi pregunta sobre la transmisión de las ondas: Estas variaciones de campo eléctrico y magnético, a pesar de todo ¿No se transmiten en ámbito tridimensional, o, tetradimensional teniendo en cuenta el tiempo?. Carlos

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Jomlop
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Mensajepor Jomlop » 06 Dic 2005, 13:00

Ni se te ocurra dejar de preguntar si tienes dudas, jejeje, mientras no escribas algo como el ultimo de Paulino: "El fotón, tanto el real como el virtual, son intermitentes" el tio no se cansa jejeje.

Bueno, las ondas electromagneticas (EM) so transversales, es decir el campo electrico y magnético varían perpendicularmente a la dirección de propagación, en esto son diferentes por ejemplo de las ondas de sonido y se parecen de alguna forma a las ondas en el agua: el agua no se mueve, lo que se transmite es la altura de la ola que va avanzando y que sube y baja mientras se transmite hacia los lados. No es un gran ejemplo pero es que no me entero muy bien de la duda.

Respecto a los electrones en los átomos no podemos quedarnos en la imagen de bolitas que giran alrededor del nucleo. los electrones se encuentran deslocalizados en "orbitas" conocidas como orbitales que indican probabilidades de encontrar al electron en una zona determinada. Mientras no mires no colapsa la funcion de onda y no puedes saber donde estan los electrones en ese momento. En cuantica no hay orbitas en el sentido de la estela que va dejando el electron, no tiene ni siquiera mucho sentido preguntarselo. por lo que no hay lemniscatas.

Al menos eso creo recordar jejejej
"Una vez hayas probado el vuelo siempre caminarás por la Tierra con la vista mirando al cielo, porque ya has estado allí y allí siempre desearás volver" Leonardo da Vinci ¡Lo dijo 400 años antes de alguien volase!

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Mas ondas

Mensajepor Guest » 06 Dic 2005, 19:05

Agradezco tu intervención, Jomlop. Continúo con mi confusión. Quizá recuerde mal por deficiencia en la observación, pero creo que las ondas en el agua estancada, se mueven en ondas concéntricas, al punto emisor. Ello, aunque no estamos hablando de electromagnetismo, me hace sospechar que la vibración motora, ha actuado en toda la superficie, radialmente y perpendicular a ella tal como dices. ¿No se transmite también por el abanico de planos, cuyo eje horizontal contenga este punto emisor?.Haciendo un paralelismo con la transmisión del sonido, la vibración citada de la membrana de un altavoz, sí la hace en ondas radiales de una esfera. Es más; tengo entendido, que al tener que pasar dichas ondas por un pequeño agujero de un compartimento anacoico, las ondas continúan transmitiéndose como si éste fuera el nuevo centro productor. Ello lo transfiero a las ondas electromagnéticas, y como no logro convencerme de que sean de una inmaterialidad absoluta, continúo pensando que la onda si no halla obstáculo, se transmitirá radialmente, por los infinitos planos que contine este centro.
Y no puedo dejar de imaginar algo tan etéreo, como si fuera algo material,aunque sea a una nanoescala inferior si cabe a Plank. Me remito al efecto pérdida de radiación al atravesar medios cristalinos, de ondas que incluso viajan en dirección opuesta a la emprendida inicialmente, mermando por tanto intensidad a la radiación que progresa.
Solo me faltaba haber leído que en 1998, alguien logró calcular la masa del fotón como de 10^-37 gr. No sé expresarme de forma concisa. Disculpad.

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Masa del rayo Solar y amplitud de ondas

Mensajepor Guest » 14 Dic 2005, 14:22

Suponiendo al fotón con masa nula, deduzco la energía de una onda de 5x10^-5 cm (promedio aproximado de longitudes de las ondas lumínicas, sin entrar en precisiones que complicarían el cálculo con integraciones por ignorar las cantidades que de cada una de ellas vienen en la partícula de luz), aplicando sus valores, que omito para abreviar, a la fórmula
E = h w
E = 3,97x10^-12 erg. equiparables a 4,41x10^-33 gr. masa

La cantidad en el rayo de 1 segundo, (6x10^14) nos da
Masa de rayo Solar en un segundo = 2,646x10^-18 gr

Tomando por valor 1,5 erg/cm^2 (otro valor por estimación)
Resulta un valor de masa de 5x10^-11 gr.

Con este resultado, 10 Has, de superficie Terrestre, dispondrían de una masa de 5 gr.

Con estos datos, creo puede calcularse la cantidad de ondas /cm^2 del rayo, el cual número, multiplicado por el valor de su masa 4,41x10^-33, debe dar precisamente estos 5x10^-11 gr.

Este valor supliendo de nuevo el desarrollo matemático, resulta 1,8896x10^7 rayos simples.

Ello nos indica que por cada cm lineal de esta superficie del rayo, caben (1,8896x10^7)^1/2, o sea, su raiz cuadrada = 4.347 rayos

Resulta pues que cada onda, tiene una amplitud de
1 cm/4.347 = 2,3x10^-3 cm.

Por fin, consigo un dato, que no pretendiendo exacitud por la cantidad de supuestos no cotejados, al menos me da una idea y me confirma lo que desde mi época estudiantil, me temía pèro que en ningún texto aparecía. El valor variable de la amplitud de onda. Siempre se hacía referencia a su longitud y frecuencia, dando por sentado que no tenía más interés su amplitud, que venía obligada por la longitud.
A mí se me hacía difícil aceptar que las ondas fueran todas proporcionales, o sea, amplitud = 1/2 longitud.
Más bien esperaba una gran variedad de amplitudes para una misma frecuencia y ello explicaría las diferencias de penetración de las ondas ante obstáculos densos.
Una misma energía transmitida por una onda de la misma frecuencia, debe ser más penetrante, cuanto menor sea su amplitud.

Es evidente, que el golpe de un martillo con cabeza de superficie 9 cm2 con 1 kg. de fuerza, aplicado a un tablero de madera, producirá un ruido, algo de calor y mínima deformación del tablero por machaqueo, pero nula penetración.
El mismo martillo con la misma fuerza aplicada a un clavo de punta afilada de décimas de mm., producirá poco ruido, menos calor, mínima deformación, pero máxima penetración en el tablero.

Repitiendo los cáculos expuestos con asimismo un promedio de las ondas calóricas infrarojas, (10^-2 cm) y tomando como valor el de
1,9 cal/cm^2 segundo., obtengo 8,82x10^-14 gr rayo de 1 cm^2

Cantidad ondas en un segundo, por rayo simple 3x10^12
Masa de la onda, 2,208x10^-35 gr
Masa del rayo simple, 6,626x10^-23 gr
Cantidad de ondas en rayo /cm2 4,24x10^21
Cantidad en rayo simple 3x10^12
En 1 cm^2, pasan 1,1874x10^-8
Ancho de la onda 8,42x10^-8 cm

Con ello, se confirma lo anteriormente expuesto: Las ondas lumínicas, no traspasan los objetos opacos, por una amplitud excesiva, a pesar de existir un número muy superior de ondas que machacan al objeto en un segundo, al que existe en las ondas calóricas, pero que lo hacen con una presión , de una 10^8 veces. Estas sí traspasan objetos opacos.

De no hallar contradicciones en lo expuesto, mis preguntas deducidas de estos resultados, seguiré exponiéndolas, hasta lograr tener una visión clara del comportamiento de las ondas, (las cuales estoy utilizando para enviar estos mensajes). Carlos

matiass
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Mensajepor matiass » 22 Dic 2005, 20:27

hola tengo un pregunta sobre la luz . por ejem la luz que sale de un veiculo que se mueve a 1000kh a la luz se le suma la la velocidad del veiculo es es como en el sonido que se acorta la onda asta que se encuentra con la fuente y se rompe la barrera , que pasaria al romperse la barrera de la luz ?



grax

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Mensajepor HAL9000 » 23 Dic 2005, 01:48

Hola matiass:

La causa principal de la Teoría de la Relatividad Especial es que La velocidad de la luz es constante (se mida donde mida).

Eso quiere decir que la velocidad de la luz no se suma a la del coche. La velocidad de la luz es c=300.000 km/s si la emites desde el coche hacia delante, si la emites desde la carretera, o si la emites desde el coche hacia atrás. Siempre es de 300.000 km/s.

Con el sonido pasa algo similar, la velocidad del sonido de un coche en movimiento no se suma a la velocidad del coche. Lo que explicas es el Efecto Doppler, que es un aumento (o disminución) aparente de la frecuencia del sonido, pero no de la velocidad a la que se propaga la onda sonora.

Viene a ser una cosa así graficamente:
Este es un móvil quieto emitiendo ondas sonoras. Fíjate en que todas las ondas se mueven a la misma velocidad y que están equiespaciadas:
Imagen

En esta otra figura el móvil ha empezado a moverse. Fíjate en que todas las ondas se mueven a la misma velocidad pero que ya no estan equiespaciadas. En la dirección del movimiento están más apretadas y en la otra más separadas. Este es el efecto Doppler, más apretadas --> más agudo, más separadas --> más grave.
Imagen

En esta última figura el móvil viaja más rápido que la velocidad de las ondas. Ha roto la barrera del sonido. Si te fijas en los primeros frentes de ondas, están todos apelotonados, lo que produce el característico "boom" de los vuelos supersónicos.
Imagen

Con la luz también hay efecto Doppler. Si tu te acercas a la fuente luminosa o ella se acerca a tí veras su color "más agudo", es decir más violeta (corrimiento al azul) y si te alejas de ella o ella de tí verás su color "más grave", es decir más rojizo(corrimiento al rojo).

La velocidad del sonido puede superarse como todos sabemos.
La velocidad de la luz en el vacío sin embargo es inalcanzable. Para alcanzarla se necesitaría, entre otras cosas, una energía infinita.

Espero haberte aclarado algo.
Un saludo.
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